2015屆高考物理二輪復(fù)習(xí)必備章節(jié)檢測 第11章 檢測4 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題

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1、第十一章　電 磁 感 應(yīng)第4講　電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 一、 單項(xiàng)選擇題 1. (2012·惠州模擬)如圖所示,在O點(diǎn)正下方有一個有理想邊界的磁場,銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B,不考慮空氣阻力,則下列說法正確的是(　　) A. A、B兩點(diǎn)在同一水平線 B. A點(diǎn)高于B點(diǎn) C. A點(diǎn)低于B點(diǎn) D. 銅環(huán)將做等幅擺動 2. (2012·肇慶模擬)如圖所示,在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場上方有三個線圈,從相同的高度由靜止開始同時釋放,三個線圈都是用相同的金屬材料制成的邊長一樣的正方形,A線圈有一個缺口,B、C線圈閉合,但B線圈的導(dǎo)線比C線圈的粗,則(　　) A. 三

2、個線圈同時落地 B. A線圈最先落地 C. A線圈最后落地 D. C線圈最后落地 3. (2012·安徽理綜)如圖所示,水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ,分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線),兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落,再進(jìn)入磁場,最后落到地面.運(yùn)動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界.設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2, 在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2,不計(jì)空氣阻力,則(　　) A. v1

3、Q2 D. v1=v2,Q1a)處以速度v沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長,則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是(　　) A. mgb B. mv2 C. mg(b-a) D. mg(b-a)+mv2 5. (2012·山東)如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)

4、體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到v時開始勻速運(yùn)動,此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g,下列選項(xiàng)正確的是(　　) A. P=2mgvsin θ B. P=3mgvsin θ C. 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時加速度為sin θ D. 在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動的過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 6. (2012· 韶關(guān)模擬)如圖所示,阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1、v2的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計(jì))勻速滑到a'b'位置,若v1∶v2=1∶2,則在這兩次過

5、程中(　　) A. 回路電流I1∶I2=1∶2 B. 產(chǎn)生的熱量Q1∶Q2=1∶4 C. 通過任一截面的電荷量q1∶q2=1∶2 D. 外力的功率P1∶P2=1∶4 7. 如圖所示,豎直平面內(nèi)放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌,電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,導(dǎo)體棒ab、cd長度均為0.2 m,電阻均為0.1 Ω,重力均為0.1 N.現(xiàn)用力F向上拉動導(dǎo)體棒ab,使之勻速上升(導(dǎo)體棒ab、 cd與導(dǎo)軌接觸良好),此時cd靜止不動.則ab上升時,下列說法中正確的是(　　) A. ab受到的拉力大小為2 N B. ab向上運(yùn)動的速度為2 m/s C. 在2

6、 s內(nèi),拉力做功,有0.4 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D. 在2 s內(nèi),拉力做功為0.6 J 8. (2011·廣東四校聯(lián)考)如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab,導(dǎo)軌的另一端連接電阻R,其他電阻均不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動.則在這個過程中(　　) A. 隨著ab運(yùn)動速度的增大,其加速度將減小 B. 外力F對ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 C. 棒克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能 D. 當(dāng)ab棒的速度為v時,ab兩端的電勢差為BLv 9. 如圖是法

7、拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機(jī)模型的原理圖.將銅盤放在磁場中,讓磁感線垂直穿過銅盤;圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi);轉(zhuǎn)動銅盤,就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,回路總電阻為R,從上往下看銅盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω.則下列說法中正確的是(　　) A. 回路中有大小和方向做周期性變化的電流 B. 回路中電流大小恒定,且等于 C. 回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D. 若將勻強(qiáng)磁場改為垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場,不轉(zhuǎn)動銅盤,燈泡中沒有電流流過 三、 非選擇題 10. 如圖所示,質(zhì)量為M的金屬棒P

8、在離地h高處從靜止開始沿弧形金屬平行導(dǎo)軌MN、M'N'下滑.水平軌道所在的空間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,水平導(dǎo)軌上原來放有質(zhì)量為m的金屬桿Q.已知兩金屬棒的電阻均為r,導(dǎo)軌寬度為L,且足夠長,不計(jì)導(dǎo)軌的摩擦及電阻.求: (1) 兩金屬棒的最大速度分別為多少? (2) P棒兩端的最大感應(yīng)電動勢及所受最大安培力分別是多少? (3) 在兩棒運(yùn)動過程中釋放出的熱量是多少? 11. (2012·湛江模擬)在如圖所示的水平導(dǎo)軌上(摩擦、電阻忽略不計(jì)),有豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌左端的間距為L1=4 L0,右端間距為L2=L0.今在導(dǎo)軌上放置AC,DE兩根導(dǎo)體棒,質(zhì)量

9、分別為m1=2m0,m2=m0,電阻R1=4R0,R2=R0.若AC棒以初速度v0向右運(yùn)動,求AC棒運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC,以及通過它們的總電荷量q. 第4講　電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 1. B　 2. B　 3. D　 4. D　 5. AC　 6. AD　 7. BC　 8. AC　 9. CD　 10. (1) P桿剛滑到水平面時,有最大的速度Mgh=M, 解得v0=.即P桿最大速度為. 進(jìn)入磁場后P桿減速,Q桿加速,水平方向動量守恒,當(dāng)它們速度相等時,Q桿具有最大的速度 Mv0=(M+m)v. 解得v=.即Q桿最大速度為. (2

10、) P桿滑到最低點(diǎn)時,速度最大,其兩端的感應(yīng)電動勢最大, E=BLv0=BL, 此時P桿受到的安培力最大F=BIL, P桿、Q桿與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路,最大電流為I=, 解得F=. (3) 當(dāng)P、Q速度相等時,回路釋放出的熱量為 Q=Mgh-(M+m)v2, 解得Q=. 11. 由于棒L1向右運(yùn)動,回路中產(chǎn)生電流,L1受安培力的作用后減速,L2受安培力的作用后加速.回路中的電流逐漸減小.只需v1,v2滿足一定關(guān)系,就有可能使回路中的B,即總電動勢為零,此后不再受安培力的作用.兩棒做勻速運(yùn)動. 兩棒勻速運(yùn)動時,I=0,即回路的總電動勢為零.所以有BL1v1=BL2v2. v1=時,回路電流為零,此后兩棒勻速運(yùn)動,對AC棒應(yīng)用動量定理-BIL1·Δt=m1v'-m1v0, 再對DE棒應(yīng)用動量定理BL2I·Δt=m2v2. 解方程得v1=,v2=. QAC==m0. q=I·Δt==.